JP7454897B1

JP7454897B1 - pile foundation structure

Info

Publication number: JP7454897B1
Application number: JP2023192634A
Authority: JP
Inventors: 春彦極檀
Original assignee: 株式会社プラント・ツリース
Priority date: 2023-11-10
Filing date: 2023-11-10
Publication date: 2024-03-25
Anticipated expiration: 2043-11-10

Abstract

【課題】大地震を想定し、横揺れのみならず縦揺れについても構築物との共振を抑えて構築物の被害を防止することが可能で低コストの実用的な杭基礎構造を提供する。【解決手段】地中に埋設されて構築物９を支える杭１と構築物９との間に設けられた縁切り層３は、杭１と構築物９とを非連結にすることで大地震発生時の水平方向の剪断力が構築物９に伝わらないようにする。縁切り層３は、複数のブロック材４を水平方向に互いに非連結で敷き詰めて成る層を二層以上とした層であり、下の層のブロック材４と上の層のブロック材４とは篏合部分の平均の隙間が３ｍｍ以上である嵌め合いにより連結されていて、嵌め合いは上の層のブロック材４が下の層のブロック材４から浮いて離れるのを規制しない。【選択図】図１[Problem] To provide a practical, low-cost pile foundation structure that is capable of preventing damage to a structure by suppressing resonance with the structure not only for horizontal shaking but also for vertical shaking in anticipation of a major earthquake. [Solution] An isolation layer 3 is provided between the structure 9 and a pile 1 that is buried in the ground and supports the structure 9, and prevents horizontal shear forces from being transmitted to the structure 9 in the event of a major earthquake by disconnecting the pile 1 from the structure 9. The isolation layer 3 is a layer consisting of two or more layers of multiple blocks 4 laid horizontally without being connected to each other, and the blocks 4 in the lower layer and the blocks 4 in the upper layer are connected by fitting with an average gap of 3 mm or more in the joint parts, and the fitting does not restrict the blocks 4 in the upper layer from floating away from the blocks 4 in the lower layer. [Selected Figure] Figure 1

Description

この出願の発明は、各種構築物の基礎構造に関する発明であり、特に杭を採用した基礎構造に関する発明である。 The invention of this application relates to the foundation structure of various structures, and particularly relates to the foundation structure employing piles.

ビルや橋梁のような大規模な構築物を構築する場合、洪積層のような硬い層の杭（支持杭）を打ち込み、構築物の沈下や傾斜（不同沈下）を防止する。支持層に到達させる支持杭の他、地盤の土壌との摩擦により沈下防止効果を得る摩擦杭や、現場の土壌とコンクリートを混合して流し込んで固める柱状改良杭なども知られている。
このような杭による構築物の基礎構造については、昭和３９年に発生した新潟地震以降、基礎構造は支持杭でなければならないという傾向が強くなり、中規模の構築物についても、支持層に到達する支持杭が採用されることが多くなってきている。 When constructing large-scale structures such as buildings and bridges, piles (support piles) made of a hard layer such as diluvial layer are driven in to prevent the structure from sinking or tilting (unequal settlement). In addition to support piles that reach the support layer, friction piles that use friction with the ground soil to prevent subsidence, and improved columnar piles that are made by pouring and hardening a mixture of local soil and concrete are also known.
Regarding the foundation structure of such structures using piles, since the Niigata Earthquake that occurred in 1961, there has been a strong trend that the foundation structure must be supported piles, and even for medium-sized structures, support piles that reach the support layer have become stronger. Piles are increasingly being used.

特開２０２１－１８８３７９号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-188379 特開２０２１－１４７８８３号公報JP 2021-147883 Publication 特開平０９－０５３２４８号公報Japanese Patent Application Publication No. 09-053248 特開２０１２－１４０８２３号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-140823

https://www.kensetsu-plaza.com/kiji/post/34755（「熊本城の復興～歴史的遺産の将来への継承」）https://www.kensetsu-plaza.com/kiji/post/34755 ("Reconstruction of Kumamoto Castle - Passing on historical heritage to the future") 「建築基礎構造設計指針」（２００１年、社団法人日本建築学会発行）“Architectural Foundation Structure Design Guidelines” (2001, published by the Architectural Institute of Japan) 「実務から見た基礎構造設計（改訂版）」（２００６年，学芸出版社発行）“Foundation Structure Design from a Practical Perspective (Revised Edition)” (2006, published by Gakugei Publishing)

しかしながら、近年発生した幾つかの大震災においては、支持杭の欠点が顕著になってきている。例えば、２０１６年に発生した熊本地震では、熊本城の本丸が大きく損傷を受けて瓦が飛び散り、石垣も崩れる甚大な被害が発生した（非特許文献１）。この原因は、昭和３５年の本丸再建時に支持杭方式を採用したことによる。昭和３５年の再建時、大天守や小天守において、長さ４７メートルもの深礎杭が合計１２本、洪積支持層に打ち込まれている。深礎杭の杭頭は各天守の基礎に固定され、洪積支持層と各天守とが各深礎杭により連結された構造となっていた。このため、熊本地震発生時、地震の大きなエネルギーが各深礎杭を介して大天守や小天守にそのまま伝わり、大きく揺さぶられる結果、倒壊や瓦の飛び散り等の被害が出たのである。 However, in several large earthquakes that have occurred in recent years, the drawbacks of support piles have become noticeable. For example, in the Kumamoto Earthquake that occurred in 2016, the main keep of Kumamoto Castle was severely damaged, tiles were scattered, and stone walls collapsed (Non-Patent Document 1). This is due to the fact that the support pile method was adopted when the main keep was rebuilt in 1960. When the castle tower was rebuilt in 1960, a total of 12 deep foundation piles measuring 47 meters in length were driven into the diluvial support layer for the large and small castle towers. The pile heads of the deep foundation piles were fixed to the foundations of each castle tower, and the structure was such that the diluvial support layer and each castle tower were connected by each deep foundation pile. For this reason, when the Kumamoto Earthquake occurred, the large amount of energy from the earthquake was directly transmitted to the large and small castle towers through the deep foundation piles, shaking them greatly and causing damage such as collapses and flying tiles.

他方、京都・奈良を始めとして、日本には古来からの多くの構築物があり、それらは幾多の大地震を経てもなお今、創建当時の姿を残している。この理由は、いわゆる礎石方式の基礎構造を採用しているからである。礎石方式とは、地盤中に杭を打ち込んで杭に構築物を固定する方式ではなく、礎石と呼ばれる石（上面が平らで頑丈な石）を地盤に嵌め込み、その上に柱を非連結で載せた方式の構造である。 On the other hand, there are many structures in Japan from ancient times, including Kyoto and Nara, and even after many major earthquakes, they still retain their original appearance. The reason for this is that the foundation structure is based on the so-called cornerstone method. The foundation stone method is not a method in which piles are driven into the ground and structures are fixed to the piles, but a stone called a foundation stone (a solid stone with a flat top) is fitted into the ground, and pillars are placed on top of it without connecting. This is the structure of the method.

発明者が実際に見分したところでも、２０２３年６月に発生した石川県珠州市の地震（震度６強）により須受八幡宮（珠洲市正院町正院２３－２５）では狛犬や一部の鳥居が倒れる等の被害が出たが、礎石方式を採用していた鳥居は倒壊を免れていた。倒壊した鳥居は、柱と礎石とが連結されていたものであった。熊本地震による熊本城の被害においても、礎石方式を採用していた櫓等は、被害が出なかったのである。 According to the inventor's actual findings, guardian dogs and guardian dogs were destroyed at Suke Hachimangu Shrine (23-25 Shoin-cho, Shoin-cho, Suzu City) due to the June 2023 earthquake in Sushu City, Ishikawa Prefecture (seismic intensity 6 upper). There was damage such as the torii gate in the main building collapsing, but the torii gate, which had adopted the foundation stone method, was spared from collapse. The torii gate that collapsed had pillars and foundation stones connected to each other. Even when Kumamoto Castle was damaged by the Kumamoto Earthquake, the turrets and other structures that had adopted the foundation stone method were not damaged.

多くの歴史的構築物が礎石方式を採用しているために大地震の被害を免れてきたという背景には、固い地盤を選んで構築されているという点や、木造建築物であるために現代のコンクリート構築物に比べて格段に軽量であるという点がある。固い地盤の上に軽量な構築物を構築するため、杭を打つ必要がなく、地震のエネルギーを構築物に伝えない観点から礎石により単に荷重を受けるのみとする基礎構造が採用されてきたのである。 The reason why many historical buildings have avoided damage from major earthquakes because they have adopted the foundation stone method is that they were built on solid ground, and because they are wooden buildings, they are no longer damaged by modern earthquakes. It has the advantage of being much lighter than concrete structures. In order to construct lightweight structures on solid ground, there is no need to drive piles, and from the perspective of not transmitting earthquake energy to the structure, foundation structures have been adopted in which the load is simply supported by foundation stones.

ＲＣ構造に代表される現代の構築物は塔状化が進んでおり、古来の木造建築に比べて地盤に係る重量負荷が格段に大きい。この点、高層ビル等において特に顕著である。加えて、都市化が進んだ現代では、沖積層のような比較的軟弱な地盤上に構築をせざるを得ない場合が多い。このため、深層の固い地盤に到達する支持杭を打ち込み、支持杭で支えて沈下を防止する構造を採用せざるを得ない。 Modern structures, such as RC structures, are increasingly tower-shaped, and the weight load on the ground is much greater than that of traditional wooden buildings. This point is particularly noticeable in high-rise buildings and the like. Additionally, in today's era of advanced urbanization, buildings often have to be built on relatively soft ground such as alluvium. For this reason, there is no choice but to adopt a structure in which support piles are driven that reach deep, hard ground, and the structure is supported by support piles to prevent subsidence.

それでも、最近では、上記のように支持杭が地震の震動を構築物に伝える役目を果たすという欠点が認識されるに至り、支持杭一辺倒の傾向が見直される機運が生じている。例えば、２００１年改定版の「建築基礎構造設計指針」（非特許文献２）では、「支持杭に頼らない基礎」という記載がされるに至っている（５９頁）。また、上野嘉久氏が書かれた「実務から見た基礎構造設計（改訂版）」（非特許文献３）においても、支持杭に頼り過ぎるのは危険である旨の指摘がされている（５９～６０頁）。 Even so, recently it has come to be recognized that support piles have the role of transmitting earthquake vibrations to structures, as mentioned above, and there is an opportunity to reconsider the tendency to rely solely on support piles. For example, in the 2001 revised edition of "Architectural Foundation Structure Design Guidelines" (Non-Patent Document 2), there is a description of "a foundation that does not rely on support piles" (page 59). Furthermore, in ``Foundation Structure Design from a Practical Perspective (Revised Edition)'' written by Yoshihisa Ueno (Non-Patent Document 3), it is pointed out that it is dangerous to rely too much on support piles (59 ~60 pages).

しかしながら、現実には、震度４クラス程度の地震を想定した支持杭メインの耐震基礎構造でも十分に建築確認が得られてしまう現状があり、震度６クラスを超える大地震を考慮して支持杭一辺倒の考え方を根本的に見直すには至っていない。２０１９年版の「基礎構造設計指針」（日本建築学会）では、震度７クラスの地震を考慮した「二次設計」の指針が示され、その課題に摘示されてはいるが、コスト等も踏まえて採用可能な現実的な大地震対応の杭基礎構造は未だに提案されていない。 However, in reality, sufficient building certification has been obtained for an earthquake-resistant foundation structure based on support piles that is designed to withstand an earthquake with a seismic intensity of about 4 class. We have not yet fundamentally reconsidered our way of thinking. The 2019 edition of the ``Foundation Structure Design Guidelines'' (Architectural Institute of Japan) provides guidelines for ``secondary design'' that takes into account earthquakes with a seismic intensity level of 7, and although the issues are identified, it is important to consider costs, etc. No practical pile foundation structure that can be adopted to withstand large earthquakes has yet been proposed.

震度７クラスの大地震では、垂直方向の震動が１Ｇを超え、いわゆる重力の逆転現象（突き上げ）が生じる。震動は、３次元的なうねりとなって構築物に伝わる。そして、構築物との共振によって激震となり、特に強いピークを持つ破壊波（キラーパルス）が生じる。キラーパルスは、構築物の脆弱な部分を破壊するほか、構築物と杭基礎との連結部分を破壊したり、杭自体を破壊したりしてしまうこともある。実際、熊本地震では、震度７クラスの地震が２回も続いたため、キラーパルスにより免震装置が破壊されてしまった。このため、免震装置自体にさらに別のダンパーの免震装置を設けるといった解決方法が模索されるに至っている。ただ、コスト面の問題に加え、震度７クラスの強い衝撃に対してダンパーのような免震装置が果たして機能するのかという懸念も存在している。 In a major earthquake with a seismic intensity of 7, the vertical vibration exceeds 1G, causing what is called a gravity reversal phenomenon (upthrust). The vibrations are transmitted to the structure as three-dimensional undulations. The resonance with the structure causes a violent earthquake, and a destructive wave (killer pulse) with a particularly strong peak is generated. In addition to destroying the weak parts of a structure, the killer pulse can also destroy the connection between the structure and the pile foundation, or the pile itself. In fact, during the Kumamoto Earthquake, there were two consecutive earthquakes with a seismic intensity level of 7, and the killer pulses destroyed the seismic isolation system. For this reason, solutions such as providing a separate damper seismic isolation device to the seismic isolation device itself have been sought. However, in addition to cost issues, there are also concerns about whether seismic isolation devices such as dampers will be able to function properly against strong shocks of magnitude 7 on the Japanese seismic scale.

大地震を想定した杭基礎構造において従来欠けている視点は、垂直方向の震動（縦揺れ）をどうやって軽減するかである。ゴム免震装置やダンパー免震装置は、水平方向の揺れを軽減するのみであり、垂直方向の揺れを軽減するのには殆ど機能していない。３次元的なうねりとなって構築物に伝わる大地震発生時の震動は、杭を介して地盤と構築物が連結されていると、縦方向にも共振して甚大な被害を発生させ得る。 An issue that has traditionally been lacking in pile foundation structures designed for large earthquakes is how to reduce vertical vibrations (vertical shaking). Rubber seismic isolation devices and damper seismic isolation devices only reduce horizontal shaking, but do little to reduce vertical shaking. When a large earthquake occurs, vibrations that are transmitted to structures in the form of three-dimensional undulations can also resonate in the vertical direction and cause serious damage if the structure is connected to the ground through piles.

尚、公開された特許文献について述べると、特許文献１～３では、杭頭を基礎に対して非連結にして滑動可能とした構造が開示されている。ただ、単に杭頭を滑動可能としただけでは、横にある構築物に杭頭が衝突し、衝撃により破損する恐れがある（熊本地震で免震装置が破壊されたのと同様）。杭頭を保護する緩衝材を介在させる提案もされているが、いなし効果はなく、ダンパーと同様に地震の衝撃をそのまま受け止めてしまうため、震度７クラスの大地震については効果に疑問が持たれる。 Regarding the published patent documents, Patent Documents 1 to 3 disclose a structure in which the pile head is not connected to the foundation so that it can slide. However, if the pile heads are simply made to be able to slide, there is a risk that the pile heads will collide with structures next to them and be damaged by the impact (similar to the case where seismic isolation devices were destroyed in the Kumamoto earthquake). Some proposals have been made to insert a buffer material to protect the pile head, but it has no damping effect and, like a damper, absorbs the shock of an earthquake, so its effectiveness is questionable in the case of a major earthquake with a magnitude 7 class. It will be done.

本願の発明は上記のような従来技術の状況を考慮して為されたものであり、震度７クラスの大地震を想定した杭基礎構造であって、地震の震動を構築物に伝えてしまうのが抑制され、横揺れのみならず縦揺れについても構築物との共振を抑えて構築物の被害を防止することが可能であり、さらに材料コストや施工コストの点でも安価に達成できる極めて実用的な杭基礎構造を提供することを目的としている。 The invention of the present application was made in consideration of the above-mentioned state of the prior art, and is a pile foundation structure assuming a large earthquake with a seismic intensity of 7 class, which transmits the vibrations of the earthquake to the structure. This is an extremely practical pile foundation that suppresses both horizontal and vertical vibrations, suppressing resonance with the structure and preventing damage to the structure, and can be achieved at low cost in terms of material and construction costs. The purpose is to provide structure.

上記課題を解決するため、この明細書において、大地震を想定した杭基礎構造の発明が開示される。開示された発明に係る杭基礎構造は、地中に埋設されて構築物を支える杭と、杭と構築物との間に設けられた縁切り層とを備えている。
縁切り層は、杭と構築物とを非連結にすることで大地震発生時の水平方向の剪断力が構築物に伝わらないようにする層である。
また、縁切り層は、複数のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）を水平方向に互いに非連結で敷き詰めて成る層を二層以上とした層である。
下の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）と上の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）とは相互に連結されていないか、又は篏合部分の平均の隙間が３ｍｍ以上である嵌め合いにより連結されていて当該嵌め合いは上の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）が下の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）から浮いて離れるのを規制しない構造となっている。
また、上記課題を解決するため、開示された杭基礎構造において、ブロック材は、平面視が方形、円形又は楕円形の主板部と、主板部の周縁に延設され、主板部に対して垂直な端板部と、主板部の端板部が設けられた側の面に形成されたリブとから成るという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、開示された杭基礎構造において、ブロック材は、樹脂製であり得る。
また、上記課題を解決するため、開示された杭基礎構造において、ブロック材は、廃プラスチックリサイクル材料で形成され得る。
また、上記課題を解決するため、開示された杭基礎構造は、杭が複数設けられており、各杭の杭頭を連結した杭フーチングが設けられており、縁切り層は杭フーチングの上側に設けられていて杭フーチングに対して滑動可能となっているという構成を持ち得る。 In order to solve the above problems, this specification discloses an invention of a pile foundation structure assuming a large earthquake. The pile foundation structure according to the disclosed invention includes a pile that is buried underground and supports a structure, and a border layer provided between the pile and the structure.
The edge cutting layer is a layer that prevents horizontal shearing force from being transmitted to the structure when a large earthquake occurs by disconnecting the pile and the structure.
Furthermore, the edge cutting layer is a layer consisting of two or more layers in which a plurality of block materials (excluding those in which granular materials are housed in bags) are laid out horizontally in a non-connected manner.
The blocks in the lower layer (excluding those containing granular materials in bags) and the blocks in the upper layer (excluding those containing granular materials in bags) are interconnected. Or, the average gap between the interlocking parts is 3 mm or more. It has a structure that does not prevent it from floating away from the layer of block material (excluding those containing granular materials in bags) .
In addition, in order to solve the above problems, in the disclosed pile foundation structure, the block material is provided with a main plate part having a rectangular, circular, or elliptical shape in plan view, and extending around the periphery of the main plate part and perpendicular to the main plate part. and a rib formed on the surface of the main plate on which the end plate is provided.
Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, in the disclosed pile foundation structure, the block material may be made of resin.
Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, in the disclosed pile foundation structure, the block material may be formed of waste plastic recycled material.
In addition, in order to solve the above problems, the disclosed pile foundation structure is provided with a plurality of piles, a pile footing that connects the pile heads of each pile, and an edge cutting layer is provided above the pile footing. The pile footing may have a configuration in which the pile footing is slidable relative to the pile footing.

以下に説明する通り、開示された発明に係る杭基礎構造によれば、杭によって沈下防止を達成しつつも震度７クラスの大地震における激しい震動を構築物に対して効果的に遮断する。このため、構築物の被害が防止される。この際、縁切り層は、各杭と構築物とを非固定とするのに加え、水平方向に相互に非連結として敷設した複数のブロック材を積層した構造が採用されているので、いなし効果によって水平剪断力が効果的に減衰される。このため、キラーパルスのような特に激しい瞬間的な震動が起きた場合でも、構築物の激しい揺れや破壊が防止される。その上、縁切り層は、上層のブロック材が下層のブロック材から離間するのを許容する構造であるため、垂直方向に対してもいなし効果が発揮され、大地震特有の三次元的な震動（突き上げを伴う揺れ）にも効果的に対応できる。
また、各ブロック材が樹脂製である構成によれば、ブロック材に適度な弾性を持たせることでブロック材自体に免震効果を発揮させることができる。これにより、上記効果がさらに高くできる。
この際、各ブロック材が廃プラスチックリサイクル材料で形成されていると、安価なコストで実現でき、リサイクルの観点からも好適となる。 As explained below, according to the pile foundation structure according to the disclosed invention, the piles can prevent subsidence while effectively blocking the structure from violent vibrations caused by a major earthquake with a seismic intensity of 7 class. Therefore, damage to the structure is prevented. At this time, in addition to not fixing each pile and the structure, the edge cutting layer has a structure in which multiple block materials are stacked horizontally and not connected to each other, so the cutting layer has a cutting effect. Horizontal shear forces are effectively damped. This prevents the structure from shaking or being destroyed even in the event of a particularly violent momentary vibration such as a killer pulse. In addition, the edge cutting layer has a structure that allows the upper block material to separate from the lower layer block material, so it exerts a blanking effect even in the vertical direction, and the three-dimensional seismic vibrations characteristic of large earthquakes ( It can also effectively respond to vibrations accompanied by upheaval.
Moreover, according to the structure in which each block material is made of resin, the block material itself can exhibit a seismic isolation effect by giving the block material appropriate elasticity. Thereby, the above effect can be further enhanced.
In this case, if each block material is made of recycled waste plastic material, it can be realized at low cost and is also suitable from the viewpoint of recycling.

実施形態に係る杭基礎構造の断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a pile foundation structure concerning an embodiment. 図１に示す杭基礎構造の縁切り層に採用されたブロック材を示した断面概略図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a block material employed in the edge cutting layer of the pile foundation structure shown in FIG. 1. FIG. 図１に示す杭基礎構造の縁切り層に採用されたブロック材を示した斜視概略図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing block materials employed in the edge cutting layer of the pile foundation structure shown in FIG. 1. FIG. 図１に示す杭基礎構造の縁切り層に採用されたブロック材を示した斜視概略図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing block materials employed in the edge cutting layer of the pile foundation structure shown in FIG. 1. FIG. 各嵌合孔及び各嵌合突起の形成位置について示した平面概略図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing the formation positions of each fitting hole and each fitting protrusion. 各嵌合孔及び各嵌合突起の形成位置について示した平面概略図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing the formation positions of each fitting hole and each fitting protrusion. ブロック材の積層の際の嵌め合わせについて示した斜視概略図である。It is a perspective schematic diagram shown about fitting in the case of lamination|stacking of block materials. ブロック材の積層の際の嵌め合わせについて示した斜視概略図である。It is a perspective schematic diagram shown about fitting in the case of lamination|stacking of block materials. ブロック材の積層の際の嵌め合わせについて示した断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram shown about fitting in the case of lamination|stacking of block materials. ブロック材を水平方向に敷き詰めた状態の斜視概略図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a state in which block materials are spread horizontally. 従来の杭基礎構造と実施形態の杭基礎構造とを比較した地震対策効果の図である。It is a figure of the earthquake countermeasure effect which compares the conventional pile foundation structure and the pile foundation structure of embodiment. 実施形態の杭基礎構造におけるいなし効果について示した平面概略図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing the effect of weeding in the pile foundation structure of the embodiment. 実施形態の杭基礎構造におけるいなし効果について示した正面概略図である。FIG. 2 is a schematic front view showing the effect of weeding in the pile foundation structure of the embodiment. 平面視が円形のブロック材を並べて縁切り層を構成する際の好適な構成について示した平面概略図である。FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a preferred configuration for arranging blocks having circular shapes in plan view to form an edge cutting layer. 他の免震装置を併用した杭基礎構造の実施形態を示した正面概略図である。FIG. 2 is a schematic front view showing an embodiment of a pile foundation structure that also uses other seismic isolation devices. 杭フーチングに関する他の実施形態について示した正面概略図である。It is a front schematic diagram shown about other embodiment regarding pile footing.

次に、この出願の発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。図１は、実施形態に係る杭基礎構造の断面概略図であり、垂直な断面構造を概略的に示したものとなっている。
図１に示すように、実施形態の杭基礎構造は、杭を採用した基礎構造であり、地中に埋設されて構築物９を支える杭１を備えている。杭１としては、支持層に到達する深さで打ち込まれた杭（支持杭）であっても良く、支持層には到達していないが地盤との摩擦力（周面摩擦力）によって支える摩擦杭であっても良い。さらには、地盤の土壌とセメントを混合して流し込んで柱状とした柱状改良杭であっても良い。杭１の本数や間隔は、杭１の種類や構築物９の荷重、地盤の強度等に応じて決定される。 Next, a mode (embodiment) for carrying out the invention of this application will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pile foundation structure according to an embodiment, and schematically shows a vertical cross-sectional structure.
As shown in FIG. 1, the pile foundation structure of the embodiment is a foundation structure that employs piles, and includes a pile 1 that is buried underground and supports a structure 9. The pile 1 may be a pile driven deep enough to reach the supporting layer (supporting pile), or a pile that has not reached the supporting layer but is supported by the frictional force (circumferential frictional force) with the ground. It may also be a stake. Furthermore, it may be a columnar improved pile formed by pouring a mixture of ground soil and cement into a columnar shape. The number and spacing of the piles 1 are determined depending on the type of the piles 1, the load of the structure 9, the strength of the ground, etc.

この実施形態では、各杭１の杭頭１１を水平方向に連結したフーチング（以下、杭フーチングという。）２を備えている。杭フーチング２は、配筋されたコンクリートの層である。
そして、実施形態の杭基礎構造は、杭１と構築物９との間に設けられた縁切り層３を備えている。縁切り層３は、実施形態の杭基礎構造を大きく特徴づけている。縁切り層３は、構築物９の荷重を各杭１に伝えて各杭１によって構築物９を支持しつつも地震発生時の水平方向の剪断力が構築物９に伝わらないように縁切りする層である。 This embodiment includes a footing (hereinafter referred to as a pile footing) 2 in which the pile heads 11 of each pile 1 are connected in the horizontal direction. The pile footing 2 is a layer of reinforced concrete.
The pile foundation structure of the embodiment includes an edge cutting layer 3 provided between the pile 1 and the structure 9. The edge cutting layer 3 largely characterizes the pile foundation structure of the embodiment. The edge cutting layer 3 is a layer that transfers the load of the structure 9 to each pile 1 and supports the structure 9 by each pile 1, but cuts the edge so that the horizontal shearing force at the time of an earthquake is not transmitted to the structure 9.

縁切り層３は、複数のブロック材４を水平方向に互いに非連結で敷き詰めて成る層を二層以上とした層となっている。図２～図４は、図１に示す杭基礎構造の縁切り層３に採用されたブロック材４を示した概略図であり、図２は、垂直な断面で見た概略図（断面概略図）である。図３及び図４は、斜視概略図である。
図３及び図４に示すように、ブロック材４は、方形のプレート状の部材である。図３及び図４では長方形であるが、正方形であっても良い。この実施形態では、ブロック材４は樹脂製であり、例えば高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材で形成されている。混合比は、重量比でポリプロピレン３０～５０％（高密度ポリプロピレン７０～５０％）程度である。高密度ポリエチレンは、樹脂の中でも比較的強度が高く、構造材として好適である。反面、柔軟性（弾性）に欠けるため、高密度ポリエチレンのみで樹脂ブロックを形成してしまうと、振動が伝わり易くなってしまう。この点を考慮し、ポリプロピレンを混合し、柔軟性を高めている。このようなブロック材４は、樹脂材料として廃プラスチック材料で形成されている。 The edge cutting layer 3 has two or more layers formed by laying a plurality of block materials 4 horizontally in a non-connected manner. 2 to 4 are schematic diagrams showing the block material 4 adopted in the edge cutting layer 3 of the pile foundation structure shown in FIG. 1, and FIG. 2 is a schematic diagram as seen in a vertical section (cross-sectional schematic diagram) It is. 3 and 4 are schematic perspective views.
As shown in FIGS. 3 and 4, the block material 4 is a rectangular plate-shaped member. Although it is a rectangle in FIGS. 3 and 4, it may be a square. In this embodiment, the block material 4 is made of resin, for example, a mixture of high-density polyethylene and polypropylene. The mixing ratio is about 30 to 50% polypropylene (70 to 50% high density polypropylene) by weight. High-density polyethylene has relatively high strength among resins and is suitable as a structural material. On the other hand, since it lacks flexibility (elasticity), if the resin block is made only of high-density polyethylene, vibrations will be easily transmitted. With this in mind, polypropylene is mixed to increase flexibility. The block material 4 is made of waste plastic material as a resin material.

図２～図４に示すように、ブロック材４は、主板部４１と、主板部４１の端から垂直に延びる端板部４２とを有している。端板部４２の高さは、ブロック材４の全体の高さ（厚さ）に相当している。以下、端板部４２が延びる側を裏側、これとは反対側を裏側とする。図３は表側を上にした状態の斜視概略図であり、図４は裏側を上にした状態の斜視概略図である。また、図２は、表側を上にした状態の断面概略図であり、図３におけるＡ－Ａでの断面概略図である。 As shown in FIGS. 2 to 4, the block material 4 has a main plate portion 41 and an end plate portion 42 extending perpendicularly from the end of the main plate portion 41. As shown in FIGS. The height of the end plate portion 42 corresponds to the entire height (thickness) of the block material 4. Hereinafter, the side on which the end plate portion 42 extends will be referred to as the back side, and the side opposite to this will be referred to as the back side. FIG. 3 is a schematic perspective view of the device with the front side facing up, and FIG. 4 is a schematic perspective view of the device with the back side facing up. Further, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view with the front side facing up, and is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図３に示すように、主板部４１には、小さな開口４１０が多数設けられている。この例では、開口４１０は円形である。開口４１０は、ブロック材４全体の重量を軽くする目的と、水平方向（板面内の方向）の力に対して適度な弾性を持たせる目的で設けられている。開口４１０の数が多くなったり、１個の開口４１０の面積が大きくなったりすると、あまりにも弾性が大きくなってしまい、水平方向の力に対する耐力が低下するので注意が必要である。主板部４１の面積に対する比率でいうと、開口４１０の全面積の比率（開口率）は、１０～３０％とすることが好ましい。 As shown in FIG. 3, the main plate portion 41 is provided with many small openings 410. In this example, aperture 410 is circular. The opening 410 is provided for the purpose of reducing the overall weight of the block material 4 and for providing appropriate elasticity against forces in the horizontal direction (direction within the plate surface). If the number of openings 410 increases or the area of one opening 410 increases, the elasticity will become too large and the strength against horizontal forces will decrease, so care must be taken. In terms of the ratio to the area of the main plate portion 41, the ratio of the total area of the opening 410 (opening ratio) is preferably 10 to 30%.

図４に示すように、主板部４１の裏側には多数のリブ４１１が設けられている。リブ４１１は、方形の升目状であり、主板部４１の方形の各辺の方向に延びている。リブ４１１の高さは端板部４２の高さとほぼ等しく、リブ４１１の下端は端板部４２の下端とほぼ面一となっている。端板部４２及びリブ４１１を有しているため、軽量化しつつも、ブロック材４の厚さ方向の剛性は十分なものとなっている。十分な剛性とは、構築物９の荷重を支えるのに十分であるという意味である。 As shown in FIG. 4, a large number of ribs 411 are provided on the back side of the main plate portion 41. The ribs 411 have a rectangular grid shape and extend in the direction of each side of the rectangle of the main plate portion 41 . The height of the rib 411 is approximately equal to the height of the end plate portion 42, and the lower end of the rib 411 is approximately flush with the lower end of the end plate portion 42. Since it has the end plate part 42 and the rib 411, the rigidity of the block material 4 in the thickness direction is sufficient although it is lightweight. Sufficient stiffness means sufficient to support the load of the construct 9.

また、図４に示すように、主板部４１から裏側に延びるようにして嵌合突起４３が形成されている。この嵌合突起４３が嵌め込まれる部位として、主板部４１の表側の面と裏側の面には、それぞれ嵌合孔４４，４５が形成されている。
図５及び図６は各嵌合孔４４，４５及び各嵌合突起４３の形成位置について示した平面概略図である。図５は主板部４１の裏側の面を概略図に示しており、図６は主板部４１の表側の面を示している。
図５において、説明のための補助線として、主板部４１の辺の中央において当該辺に垂直に交差する線（以下、中央垂線という。）を一点鎖線で示す。この実施形態では、嵌合突起４３は四つ設けられている。四つの嵌合突起４３の形成位置は、主板部４１の中心に対して中心対称の位置となっている。したがって、各嵌合突起４３の形成位置と中心とを結んだ線は、中心垂線に対して同じ角度（反時計回りの角度）θを成している。 Further, as shown in FIG. 4, a fitting protrusion 43 is formed extending from the main plate portion 41 to the back side. Fitting holes 44 and 45 are formed in the front surface and back surface of the main plate portion 41, respectively, into which the fitting protrusions 43 are fitted.
5 and 6 are schematic plan views showing the formation positions of each fitting hole 44, 45 and each fitting protrusion 43. FIG. FIG. 5 schematically shows the back surface of the main plate section 41, and FIG. 6 shows the front surface of the main plate section 41.
In FIG. 5, as an auxiliary line for explanation, a line (hereinafter referred to as a center perpendicular line) that perpendicularly intersects the side of the main plate portion 41 at the center thereof is shown as a dashed-dotted line. In this embodiment, four fitting protrusions 43 are provided. The formation positions of the four fitting protrusions 43 are symmetrical with respect to the center of the main plate portion 41. Therefore, the lines connecting the formation position of each fitting protrusion 43 and the center form the same angle (counterclockwise angle) θ with respect to the center perpendicular.

嵌合突起４３が嵌め込まれる嵌合孔４４，４５は、この実施形態では、表側と裏側に設けられている。図３及び図６に示すように、表側には四つの嵌合孔４４が設けられている。以下、主板部４１の表側の面に設けられた嵌合孔４４を表側嵌合孔と呼ぶ。各表側嵌合孔４４は、各嵌合突起４３と水平方向の同じ位置に設けられている。即ち、図２に示すように、表側嵌合孔４４の直下の位置に嵌合突起４３が形成されている。表側嵌合孔４４は断面円形であって円筒状の部位となっている。この円筒状の部分の先に細い円筒状の部分がさらに延設されており、この部分が嵌合突起４３となっている。 In this embodiment, fitting holes 44 and 45 into which the fitting protrusion 43 is fitted are provided on the front side and the back side. As shown in FIGS. 3 and 6, four fitting holes 44 are provided on the front side. Hereinafter, the fitting hole 44 provided on the front surface of the main plate portion 41 will be referred to as a front fitting hole. Each front side fitting hole 44 is provided at the same horizontal position as each fitting protrusion 43. That is, as shown in FIG. 2, a fitting protrusion 43 is formed at a position directly below the front side fitting hole 44. The front side fitting hole 44 has a circular cross section and is a cylindrical portion. A thin cylindrical portion further extends to the tip of this cylindrical portion, and this portion serves as a fitting protrusion 43.

そして、嵌合孔４５が、主板部４１の裏側の面に形成されている。以下、この嵌合孔４５を裏側嵌合孔と呼ぶ。図４及び図５に示すように、裏側嵌合孔４５は四つ設けられている。四つの裏側嵌合孔４５は、主板部４１の裏側の面において中心対称上の位置に設けられている。図５においても、中心垂線が理解のため示されている。各裏側嵌合孔４５は、中心垂線に対して反時計回りに－θの角度の線上に設けられている。各裏側嵌合孔４５は、各表側嵌合孔４４と同様に円筒状の部位によって形成されており、その内径は表側嵌合孔４４と同じである。 A fitting hole 45 is formed on the back surface of the main plate portion 41. Hereinafter, this fitting hole 45 will be referred to as a back side fitting hole. As shown in FIGS. 4 and 5, four back side fitting holes 45 are provided. The four backside fitting holes 45 are provided at centrally symmetrical positions on the backside surface of the main plate portion 41 . In FIG. 5, the center perpendicular line is also shown for understanding. Each back side fitting hole 45 is provided on a line at an angle of −θ counterclockwise with respect to the center perpendicular line. Each back side fitting hole 45 is formed of a cylindrical portion like each front side fitting hole 44, and its inner diameter is the same as the front side fitting hole 44.

このような各嵌合突起４３及び各嵌合孔４４，４５は、このようなブロック材４を重ね合わせて積層する際に互いに嵌め合わされる部位となっている。図７～９は、この点を示した図であり、ブロック材４の積層の際の嵌め合わせについて示した概略図である。このうち、図７及び図８は斜視概略図、図９は断面概略図である。
積層の際の嵌め合わせには二つのものがあり、一つは、表側を上にしたブロック材４に対して同じように表側を上にして上から別のブロック材４を重ね合わせる重ね合わせ方である。以下、この重ね合わせを「順重ね」と呼ぶ。別の重ね合わせは、下側のブロック材４を表裏逆にして裏側が上になるようにし、これに対して裏側を下にした別のブロック材４を重ね合わせる重ね合わせ方である。以下、互いの裏側を対向させたこの重ね合わせを「対向重ね」と呼ぶ。 Each of the fitting protrusions 43 and each of the fitting holes 44 and 45 are parts that are fitted into each other when the blocks 4 are stacked one on top of the other. 7 to 9 are diagrams illustrating this point, and are schematic diagrams illustrating fitting when stacking the block materials 4. 7 and 8 are schematic perspective views, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view.
There are two types of fitting during lamination: one is a method of stacking a block material 4 with its front side facing up, and another block material 4 placed on top of it with its front side facing up in the same way; It is. Hereinafter, this superposition will be referred to as "sequential stacking". Another stacking method is to turn the lower block material 4 upside down so that the back side is facing up, and then stack another block material 4 with the back side facing down on top of it. Hereinafter, this stacking with the back sides facing each other will be referred to as "opposed stacking".

図７及び図９（１）には順重ねが示されており、図８及び図９（２）には対向重ねが示されている。図７及び図９（１）に示すように、順重ねの場合には、上側のブロック材４の各嵌合突起４３が下側のブロック材４の各表側嵌合孔４４に嵌合する。図８及び図９（２）に示すように、対向重ねの場合には、上側のブロック材４の各嵌合突起４３が下側のブロック材４の各裏側嵌合孔４５に嵌合するとともに、下側のブロック材４の各嵌合突起４３が上側のブロック材４の各裏側嵌合孔４５に嵌合する。
これら嵌合孔４４，４５に対する嵌合突起４３の嵌合は、きっちりしたものではなく、隙間のある緩いものとなっている。隙間は、嵌合孔４４，４５の内径と嵌合突起４３の外径の差である（図２にｄで示す）。隙間の大きさは、大地震発生時の水平方向剪断力の緩和の観点から重要である。この点については後述する。 7 and 9(1) show forward stacking, and FIGS. 8 and 9(2) show opposing stacking. As shown in FIGS. 7 and 9(1), in the case of normal stacking, each fitting protrusion 43 of the upper block material 4 fits into each front side fitting hole 44 of the lower block material 4. As shown in FIGS. 8 and 9 (2), in the case of facing stacking, each fitting protrusion 43 of the upper block material 4 fits into each back side fitting hole 45 of the lower block material 4, and , each fitting protrusion 43 of the lower block material 4 fits into each back side fitting hole 45 of the upper block material 4.
The fitting of the fitting protrusion 43 into the fitting holes 44 and 45 is not tight, but rather loose with a gap. The gap is the difference between the inner diameter of the fitting holes 44 and 45 and the outer diameter of the fitting protrusion 43 (indicated by d in FIG. 2). The size of the gap is important from the perspective of alleviating horizontal shear forces during a major earthquake. This point will be discussed later.

図１０は、図２～図９に示すブロック材４を水平方向に敷き詰めた状態の斜視概略図である。図１０に示すように、多数のブロック材４が縦横に並べて敷き詰められて縁切り層３の一つの層が形成される。敷き詰められるとはいうものの、単に並べていくだけであり、側方から圧接して型に嵌め込むような施工はしない。このため、隣り合うブロック材４の端板部４２同士の間には、０～１０ｍｍ程度の隙間が形成される。また、隣り合うブロック材４同士は、特に連結されない。 FIG. 10 is a schematic perspective view of the block materials 4 shown in FIGS. 2 to 9 laid out horizontally. As shown in FIG. 10, one layer of the edge cutting layer 3 is formed by laying out a large number of block materials 4 in rows and columns. Although they are said to be laid, they are simply lined up, and are not pressed from the sides and fitted into molds. Therefore, a gap of approximately 0 to 10 mm is formed between the end plate portions 42 of adjacent block materials 4. Further, adjacent block materials 4 are not particularly connected to each other.

図１０に示すようにブロック材４を敷き詰め、この層を２～５層程度積層することで縁切り層３が形成されている。尚、一番下の層の各ブロック材４とその上の層の各ブロック材４とは、図８及び図９（２）に示す対向重ねで重ね合わされている。二番目から上の各ブロック材４は、図７及び図９（１）に示す順重ねで重ね合わされている。したがって、縁切り層３の一番下の面は、最下層のブロック材４の主板部４１の表側の面となっており、一番上の面は最上層のブロック材４の主板部４１の表側の面となっている。 As shown in FIG. 10, the edge cutting layer 3 is formed by laying block materials 4 all over and stacking about 2 to 5 layers. It should be noted that each block material 4 in the bottom layer and each block material 4 in the layer above it are stacked facing each other as shown in FIGS. 8 and 9(2). The block materials 4 from the second to the top are stacked in the order shown in FIGS. 7 and 9(1). Therefore, the bottom surface of the edge cutting layer 3 is the front side of the main plate part 41 of the block material 4 of the lowest layer, and the top surface is the front side of the main plate part 41 of the block material 4 of the top layer. It is the face of

このような縁切り層３の上には、上側シート材５１を介して上部基礎６（基礎フーチングや布基礎等）等の基礎が設けられ、その上に構築物９が構築されている。構築物９は、例えばＲＣ構造やＳＲＣ構造のビルやマンションである。上側シート材５１は、上部基礎６の施工の際、流し込んだコンクリートがブロック材４内に入り込まないようにするために設けられており、例えば土木安定シートが使用される。また、縁切り層３と杭フーチング２との間にも、土木安定シートのような下側シート材５２が介在されている。杭フーチング２の養生が完全に完了した後に縁切り層３の施工をする場合、杭フーチング２と縁切り層３との間の下側シート材５２は設けられないこともある。
尚、上部基礎６、縁切り層３、杭フーチング２は敷地の地中に位置しており、周囲にはＨ鋼及び土留め板から成る山留め壁７が設けられている。山留め壁７の内側には、充填部７１が設けられている。充填部７１は、砕石及び埋め戻し土砂とされたり、樹脂ブロック材や土木発泡板等を並べた構造とされたりする。また、各杭頭１１の周囲には地業部１２（割栗地業及び砕石地業）が設けられている。 A foundation such as an upper foundation 6 (a foundation footing, a cloth foundation, etc.) is provided on the edge cutting layer 3 via an upper sheet material 51, and a structure 9 is constructed on top of the foundation. The structure 9 is, for example, a building or an apartment with an RC structure or an SRC structure. The upper sheet material 51 is provided to prevent poured concrete from entering the block material 4 during construction of the upper foundation 6, and for example, a civil engineering stabilizing sheet is used. Furthermore, a lower sheet material 52 such as a civil engineering stabilizing sheet is interposed between the edge cutting layer 3 and the pile footing 2. When constructing the edge cutting layer 3 after the curing of the pile footing 2 is completely completed, the lower sheet material 52 between the pile footing 2 and the edge cutting layer 3 may not be provided.
The upper foundation 6, edge cutting layer 3, and pile footing 2 are located underground on the site, and a retaining wall 7 made of H steel and earth retaining plates is provided around the site. A filling part 71 is provided inside the retaining wall 7. The filling portion 71 may be made of crushed stone and backfilling earth and sand, or may have a structure in which resin blocks, civil engineering foam boards, etc. are lined up. Further, a land industry section 12 (split chestnut land industry and crushed stone land industry) is provided around each pile head 11.

このような杭基礎構造の作用について、図１１を参照して説明する。図１１は、従来の杭基礎構造と実施形態の杭基礎構造とを比較した地震対策効果の図である。
現行の建築基準法による耐震建築物の地震力想定では、レベル２（震度６弱）を想定している。しかしながら、阪神淡路大震災など、現実には震度６を超えるレベル３（震度７クラス）が起きている。
震度７クラスの大地震の場合、支持地盤が全体に激しく震動するため、杭基礎も激しく震動する。この際、図１１（Ａ）に示すように各杭頭１１が構築物９に固定されている従来の杭基礎構造では、各杭１が激しい震動を構築物９に伝達する役目を果たす。震動は、構築物９の上端（例えば屋根）に反射して戻るために共振現象となる。このため、構築物９において激しい揺れが生じ、構築物９の破壊や内部の施設の損壊等が生じ得る。図１１（Ａ）中に、横揺れ（水平剪断力）を矢印Ｆ１で示す。 The operation of such a pile foundation structure will be explained with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a diagram of earthquake countermeasure effects comparing the conventional pile foundation structure and the pile foundation structure of the embodiment.
The current Building Standards Act assumes a level 2 seismic force (seismic intensity of lower 6) for earthquake-resistant buildings. However, in reality, level 3 (seismic intensity 7 class) earthquakes exceeding intensity 6 have occurred, such as the Great Hanshin-Awaji Earthquake.
In the case of a major earthquake with a magnitude 7 seismic intensity, the entire supporting ground shakes violently, causing the pile foundation to shake violently as well. At this time, in the conventional pile foundation structure in which each pile cap 11 is fixed to the structure 9 as shown in FIG. 11(A), each pile 1 plays the role of transmitting intense vibrations to the structure 9. The vibrations are reflected back to the upper end (for example, the roof) of the structure 9, resulting in a resonance phenomenon. Therefore, violent shaking occurs in the structure 9, which may cause destruction of the structure 9 and damage to internal facilities. In FIG. 11(A), horizontal shaking (horizontal shear force) is indicated by arrow F1.

また、各杭１は、下端部分が支持層に固定されているのに対し、杭頭１１は構築物９の揺れに伴って激しく水平方向に振れる。杭頭１１の周囲の地盤土壌は、図１中に矢印Ｆ２で示すように杭頭１１の振れを抑えるように作用するが、杭フーチング２とその上の基礎が剛体であってそれらが固定されているため、各杭１には杭頭１１付近に大きな曲げモーメントが作用し、杭１が破損してしまうこともあり得る。図１１（Ａ）中に、杭１に作用する曲げモーメントを二点鎖線で示す。 Furthermore, while the lower end portion of each pile 1 is fixed to the support layer, the pile head 11 swings violently in the horizontal direction as the structure 9 sways. The ground soil around the pile cap 11 acts to suppress the swing of the pile cap 11, as shown by arrow F2 in Fig. 1, but the pile footing 2 and the foundation above it are rigid bodies and are not fixed. Therefore, a large bending moment acts on each pile 1 near the pile cap 11, and the pile 1 may be damaged. In FIG. 11(A), the bending moment acting on the pile 1 is shown by a two-dot chain line.

一方、図１１（Ｂ）に示すように、実施形態の杭基礎構造では、各杭１と構築物９とが縁切り層３で縁切りされており、地震の震動が各杭１から構築物９に伝達するのが抑制される。この際、縁切り層３は、各杭１と構築物９とを非固定とするのに加え、水平方向に相互に非連結として敷設した複数のブロック材４を積層した構造が採用されているので、いなし効果によって水平剪断力Ｆ１が効果的に減衰される。このため、キラーパルスのような特に激しい瞬間的な震動が起きた場合でも、構築物９の激しい揺れや破壊が防止される。その上、縁切り層３は、上層のブロック材４が下層のブロック材４から離間するのを許容する構造であるため、垂直方向に対してもいなし効果が発揮され、大地震特有の三次元的な震動（突き上げを伴う揺れ）にも効果的に対応できる。 On the other hand, as shown in FIG. 11(B), in the pile foundation structure of the embodiment, each pile 1 and the structure 9 are separated by a border layer 3, and earthquake vibrations are transmitted from each pile 1 to the structure 9. is suppressed. At this time, the edge cutting layer 3 has a structure in which each pile 1 and the structure 9 are not fixed, and a plurality of block materials 4 are stacked horizontally and not connected to each other. The horizontal shear force F1 is effectively attenuated by the blanking effect. Therefore, even if a particularly violent momentary vibration such as a killer pulse occurs, violent shaking and destruction of the structure 9 can be prevented. In addition, the edge cutting layer 3 has a structure that allows the upper block material 4 to be separated from the lower layer block material 4, so it has a blanking effect even in the vertical direction, and the three-dimensional It can effectively respond to severe vibrations (shaking accompanied by upward movement).

上記のいなし効果について、図１２及び図１３を参照してより詳しく説明する。図１２及び図１３は、実施形態の杭基礎構造におけるいなし効果について示した概略図であり、図１２は平面概略図、図１３は正面概略図である。
実施形態の杭基礎構造において、震度７クラスの大地震が発生した場合、各杭１を含む地盤全体が上述したように三次元的に激しく震動する。この際、水平方向（水平剪断力）については、各杭頭１１を連結した杭フーチング２が縁切り層３に対して固定されていないので、縁切り層３に対して水平方向に滑動する（礎石方式と同様の効果）。尚、下側シート材５２が杭フーチング２に対して固定されている場合、縁切り層３は下側シート材５２上を滑動する。 The above-mentioned blinding effect will be explained in more detail with reference to FIGS. 12 and 13. FIGS. 12 and 13 are schematic diagrams showing the insulation effect in the pile foundation structure of the embodiment, with FIG. 12 being a schematic plan view and FIG. 13 being a schematic front view.
In the pile foundation structure of the embodiment, when a large earthquake of seismic intensity 7 class occurs, the entire ground including each pile 1 vibrates violently three-dimensionally as described above. At this time, regarding the horizontal direction (horizontal shear force), the pile footing 2 connecting each pile cap 11 is not fixed to the edge cutting layer 3, so it slides in the horizontal direction with respect to the edge cutting layer 3 (foundation stone method similar effect). Note that when the lower sheet material 52 is fixed to the pile footing 2, the edge cutting layer 3 slides on the lower sheet material 52.

縁切り層３は、全体としては礎石方式と同様に滑動によって水平剪断力Ｆ１を遮断する作用を有するほか、内部において各ブロック材４によるいなし効果を生じる。図１２において、大地震発生時の水平剪断力の向きの一例を矢印Ｆ１で示す。水平剪断力Ｆ１は、ブロック材４の辺（方形の一辺）に対して垂直に作用することは希であり、多くの場合、斜めに作用する。この場合、水平剪断力Ｆ１によってブロック材４は隣りのブロック材４を押圧するが、この押圧の方向は、水平剪断力Ｆ１と同じ向きではない。図１２中に矢印Ｍで示すように、ブロック材４同士がお互いの端板部４２で擦れ合いながら変位するため、水平剪断力Ｆ１の向きとは異なる方向に各ブロック材４は少しずつ変位していく。 The edge cutting layer 3 as a whole has the effect of blocking the horizontal shearing force F1 by sliding like the foundation stone method, and also produces a shielding effect by each block material 4 inside. In FIG. 12, an example of the direction of horizontal shear force when a large earthquake occurs is indicated by arrow F1. The horizontal shearing force F1 rarely acts perpendicularly to the side (one side of the rectangle) of the block material 4, and often acts diagonally. In this case, the horizontal shearing force F1 causes the block material 4 to press the adjacent block material 4, but the direction of this pressing is not the same as the horizontal shearing force F1. As shown by arrow M in FIG. 12, the blocks 4 are displaced while rubbing against each other on their end plates 42, so each block 4 is gradually displaced in a direction different from the direction of the horizontal shearing force F1. To go.

この実施形態では、上下のブロック材４は嵌合孔４４，４５に対する嵌合突起４３の嵌め込みによって連結されているので、上記変位Ｍは、嵌合孔４４，４５と嵌合突起４３との隙間がもたらす変位である。尚、図１に示すように、縁切り層３の周囲には、各ブロック材４の変位を想定して若干の空間が形成されている。
上記嵌合孔４４，４５と嵌合突起４３との隙間は数ミリ～数十ミリ程度であるが、ブロック材４が積層された多層構造になっているため、全体としては相当量の変位を許容する構造となっている。嵌合孔４４，４５と嵌合突起４３との隙間が例えば片側１ｃｍである場合、両側で２ｃｍであるので、一層あたり２ｃｍの変位を許容する。これが例えば５層積層されていると、全体で１０ｃｍの変位を許容することになる。 In this embodiment, the upper and lower block members 4 are connected by fitting the fitting protrusions 43 into the fitting holes 44 and 45, so the displacement M is determined by the gap between the fitting holes 44 and 45 and the fitting protrusion 43. is the displacement caused by Note that, as shown in FIG. 1, a slight space is formed around the edge cutting layer 3 in anticipation of displacement of each block material 4.
The gap between the fitting holes 44, 45 and the fitting protrusion 43 is approximately several millimeters to several tens of millimeters, but since the block material 4 has a multilayer structure in which the blocks 4 are laminated, a considerable amount of displacement can occur as a whole. It has a structure that allows it. If the gap between the fitting holes 44, 45 and the fitting protrusion 43 is, for example, 1 cm on one side, it is 2 cm on both sides, allowing a displacement of 2 cm per layer. For example, if five layers are laminated, a total displacement of 10 cm is allowed.

上記変位Ｍにおいて重要なことは、図１３に示すように、水平剪断力Ｆ１とは異なる方向にそれぞれのブロック材４が変位するので、水平剪断力Ｆ１をいなす効果が生じるということである。ダンパーのような制振材は、水平剪断力Ｆ１をそのまま受け止めてしまう（正面から受け止めてしまう）ので、震動の衝撃をそのまま（１００％）受けてしまう。しかしながら、実施形態の杭基礎構造では、各ブロック材４は、水平剪断力Ｆ１を受けつつもそれとは異なる方向に自身が変位し、異なる方向に力を変換しながら（力を逸らして）隣りのブロック材４に伝えていく。このため、水平剪断力は、縁切り層３中を伝搬する過程で大きく減衰し、その上の構築物９には、大きく減衰した状態で水平剪断力Ｆ１が伝搬する。加えて、この実施形態では、各ブロック材４は樹脂製であり、自身がある程度の弾性を有している。このため、各ブロック材４中での震動の減衰も生じる。このため、水平剪断力Ｆ１の減衰効果が高くなっている。 What is important about the displacement M is that, as shown in FIG. 13, each block 4 is displaced in a direction different from the horizontal shearing force F1, so that the effect of reducing the horizontal shearing force F1 is produced. A damping material such as a damper receives the horizontal shearing force F1 as it is (receives it from the front), so it receives the impact of the vibration as it is (100%). However, in the pile foundation structure of the embodiment, each block material 4 receives the horizontal shearing force F1 but is displaced in a direction different from the horizontal shearing force F1, and while converting the force in a different direction (deflecting the force) I will pass this on to block material 4. Therefore, the horizontal shearing force is greatly attenuated in the process of propagating through the edge cutting layer 3, and the horizontal shearing force F1 is propagated to the structure 9 above it in a largely attenuated state. In addition, in this embodiment, each block material 4 is made of resin and has a certain degree of elasticity itself. Therefore, the vibrations in each block material 4 are attenuated. Therefore, the damping effect of the horizontal shear force F1 is enhanced.

図１３は、垂直方向の震動のいなし効果について示した概略図である。上述したように、震度７クラスの大地震では、重力の逆転が生じて下方から上方に向かう突き上げ力（図１３に矢印Ｆ３で示す。）が生じ得る。この際、各杭１が構築物９に対して固定されていると、各杭１を含む地盤の上下振動と同期するようにして構築物９も上下動してしまう（いわゆる縦揺れ）。この結果、構築物９に甚大な被害が出易い。 FIG. 13 is a schematic diagram showing the damping effect of vertical vibration. As described above, in a large earthquake with a seismic intensity of 7 class, a reversal of gravity may occur and an upthrust force directed upward from below (indicated by arrow F3 in FIG. 13) may occur. At this time, if each pile 1 is fixed to the structure 9, the structure 9 will also move up and down in synchronization with the vertical vibration of the ground including each pile 1 (so-called pitching). As a result, the structure 9 is likely to suffer severe damage.

一方、実施形態の杭基礎構造では、縁切り層３が杭フーチング２に対して固定されておらず、杭フーチング２に対して縁切り層３は全体として浮き上がることができる。加えて、縁切り層３内においても、各層のブロック材４は上下方向で固定されておらず、嵌合孔４４，４５に嵌合突起４３が緩く嵌合する構造であるため、図１３に示すように上層のブロック材４は下層のブロック材４から浮き上がることができる。このような構造のため、垂直方向の震動（突き上げ力Ｆ３）に対してもいなし効果が発揮され、縦揺れによる構築物９の被害が防止される。
震度７クラスの大地震が大きな縦揺れを含んでいる場合、上部基礎６から上の層の構造物（縁切り層３、上部基礎６、構築物９等）は、いったん浮き上がった後、重力により落下する。重力に落下する際のタイミングは、縦揺れの周期とは一致せずにずれているので、縦揺れの震動成分も大きく減衰し、縦揺れによる被害が防止される。
尚、嵌合突起４３が嵌合孔４４，４５に緩く嵌合している構造は、上層のブロック材４が浮き上がった後に落下する際、元の嵌合突起４３内の位置に容易に収まることができるという意味も有する。即ち、落下した際に嵌合突起４３や嵌合孔４４，４５内に入れずに損傷してしまう恐れが小さくなっている。 On the other hand, in the pile foundation structure of the embodiment, the edge cutting layer 3 is not fixed to the pile footing 2, and the edge cutting layer 3 can float as a whole with respect to the pile footing 2. In addition, even within the edge cutting layer 3, the block members 4 of each layer are not fixed in the vertical direction, and the fitting protrusions 43 are loosely fitted into the fitting holes 44, 45, so as shown in FIG. In this way, the upper block material 4 can be lifted up from the lower layer block material 4. Due to this structure, the effect of neutralizing vibrations in the vertical direction (upthrust force F3) is exhibited, and damage to the structure 9 due to pitching is prevented.
When a major earthquake with a seismic intensity of 7 class includes large vertical shaking, the structures above the upper foundation 6 (edge cutting layer 3, upper foundation 6, structure 9, etc.) will float and then fall due to gravity. . Since the timing of the fall due to gravity does not match the period of pitching, but deviates from it, the seismic component of pitching is also greatly attenuated, and damage caused by pitching is prevented.
Note that the structure in which the fitting protrusions 43 are loosely fitted into the fitting holes 44 and 45 allows the block material 4 on the upper layer to easily return to its original position within the fitting protrusions 43 when it falls after being lifted up. It also has the meaning of being able to do something. In other words, there is less risk of damage to the fitting protrusion 43 or the fitting holes 44 and 45 when the fitting falls.

このように実施形態の杭基礎構造は、杭１によって沈下防止を達成しつつも震度７クラスの大地震における激しい震動を構築物９に対して効果的に遮断する。このため、構築物９の被害が防止される。
また、実施形態の杭基礎構造では、各ブロック材４が樹脂製であって適度な弾性を有するので、ブロック材４自体が免震効果を有している。このため、上記効果がさらに高くなっている。この際、各ブロック材４が廃プラスチック材料で形成されているので、安価なコストで実現でき、リサイクルの観点からも好適となっている。 In this way, the pile foundation structure of the embodiment achieves prevention of subsidence by the piles 1 while effectively shielding the structure 9 from strong vibrations caused by a major earthquake with a seismic intensity of 7 class. Therefore, damage to the structure 9 is prevented.
Moreover, in the pile foundation structure of the embodiment, since each block material 4 is made of resin and has appropriate elasticity, the block material 4 itself has a seismic isolation effect. Therefore, the above effect is even higher. At this time, since each block material 4 is formed of waste plastic material, it can be realized at low cost and is suitable from the viewpoint of recycling.

上記実施形態の構成において、上層のブロック材４が下層のブロック材４に対して嵌合突起４３の嵌合孔４４，４５への嵌合により連結される構造は必ずしも必須ではない。各ブロック材４が嵌合突起４３や嵌合孔４４，４５を有さず、単に上に積み重ねただけの構造であっても良い。但し、嵌合構造を有していた方が水平方向の移動（変位）量をある程度規制できるので免震性能がより高くなるし、施工や資材の保管の際に便利である。尚、キラーパルスのような特に強い震動が縁切り層３に与えられた場合、嵌合突起４３が折れてしまう場合があり得る。また、強い縦揺れによって上層のブロック材４が下層のブロック材４から浮き上がり、その後重力によって落下した場合、嵌合突起４３が嵌合孔４４，４５の部分に落下しないと、衝撃で嵌合突起４３が破損することになる。これらが生じた場合でも、その後に大地震が生じた際には、当該ブロック材４によるいなし効果は変わりなく得られる。 In the configuration of the above embodiment, the structure in which the upper layer block material 4 is connected to the lower layer block material 4 by fitting the fitting protrusion 43 into the fitting holes 44 and 45 is not necessarily essential. Each block material 4 may have a structure in which it does not have the fitting protrusion 43 or the fitting holes 44, 45, and is simply stacked on top of each other. However, if the structure has a mating structure, the amount of movement (displacement) in the horizontal direction can be regulated to a certain extent, resulting in higher seismic isolation performance and is convenient for construction and storage of materials. Note that if a particularly strong vibration such as a killer pulse is applied to the edge cutting layer 3, the fitting protrusion 43 may break. In addition, if the upper block material 4 is lifted up from the lower layer block material 4 due to strong pitching and then falls due to gravity, if the fitting protrusion 43 does not fall into the fitting holes 44 and 45, the impact will cause the fitting protrusion to fall. 43 will be damaged. Even if these occur, the shielding effect of the block material 4 can still be obtained when a major earthquake occurs subsequently.

このような構成及び効果を有する実施形態の杭基礎構造の施工方法について、以下に概略的に説明する。実施形態の杭基礎構造を施工する場合、まず各杭１を施工（杭打ち）し、その後、掘り下げながら山留め壁７を施工する。杭１は、既製杭や鋼管杭のような支持杭でも良く、摩擦杭や柱状改良杭でも良い。各杭１及び山留め壁７の施工が終わったら、各杭頭１１の周囲に地業部１２を設けた後、杭フーチング２の施工をする。即ち、型枠を施工し、配筋をした後、セメントを流し込んで養生して杭フーチング２を形成する。柱状改良杭の場合には杭フーチング２の施工をしないこともあり得る。 A construction method for a pile foundation structure according to an embodiment having such a configuration and effect will be schematically described below. When constructing the pile foundation structure of the embodiment, each pile 1 is first constructed (piled), and then the retaining wall 7 is constructed while digging. The pile 1 may be a support pile such as a ready-made pile or a steel pipe pile, or may be a friction pile or an improved columnar pile. After the construction of each pile 1 and retaining wall 7 is completed, a ground work section 12 is provided around each pile cap 11, and then a pile footing 2 is constructed. That is, after constructing a formwork and arranging reinforcement, cement is poured and cured to form the pile footing 2. In the case of improved columnar piles, the pile footing 2 may not be constructed.

その後、杭フーチング２の上に下側シート材５２を敷き、その上に縁切り層３を施工する。即ち、図２に示すように各ブロック材４を縦横に並べ基礎部分をカバーするように一番下の層を形成する。この際、各ブロック材４は主板部４１を下側にして下側シート材５２の上に載せる。その後、主板部４１を上にした状態で各ブロック材４を重ね、同様に縦横に並べていき順次積層していく。縁切り層３におけるブロック材４の積層数は、構築物９の荷重や敷地面積等を勘案し、基礎構造設計において予め決定される。この数の積層を行うと、縁切り層３が完成する。その後、上側シート材５１を敷き、その上に上部基礎６の施工をする（型枠施工、配筋施工、セメント打ち込み、養生）。これにより、実施形態の杭基礎構造が完成する。その後は、構築物９の施工が行われる。 Thereafter, the lower sheet material 52 is laid on the pile footing 2, and the edge cutting layer 3 is applied thereon. That is, as shown in FIG. 2, the blocks 4 are arranged vertically and horizontally to form the bottom layer so as to cover the foundation portion. At this time, each block material 4 is placed on the lower sheet material 52 with the main plate portion 41 facing downward. Thereafter, each block material 4 is stacked with the main plate portion 41 facing up, and similarly arranged vertically and horizontally to be sequentially laminated. The number of layers of block materials 4 in the edge cutting layer 3 is determined in advance in the foundation structure design, taking into consideration the load of the structure 9, site area, etc. By laminating this number of layers, the edge cutting layer 3 is completed. Thereafter, the upper sheet material 51 is laid, and the upper foundation 6 is constructed on it (formwork construction, reinforcement construction, cement driving, and curing). Thereby, the pile foundation structure of the embodiment is completed. After that, construction of the structure 9 is performed.

縁切り層３におけるブロック材４の積層数について補足すると、例えばＲＣ構造の３～５階程度の低層ビルであれば４層程度の積層とされる。６～８階程度の中層ビルの場合、５層程度の積層とされる。１０階を超える高層ビルの場合、６層以上の積層数とされる。これらの例において、一層の高さ（一個のブロック材４の高さ）は、３～５ｃｍ程度である。 Regarding the number of layers of block materials 4 in the edge cutting layer 3, for example, in a low-rise building of 3 to 5 stories with an RC structure, the number of layers is about 4. In the case of a mid-rise building with about 6 to 8 floors, it is assumed that about 5 floors are stacked. In the case of high-rise buildings with more than 10 floors, the number of layers shall be six or more. In these examples, the height of one layer (the height of one block material 4) is about 3 to 5 cm.

上記実施形態の杭基礎構造は、縁切り層３が中空構造となっているので、想定外の大地震により部分的に損壊して構築物９の傾斜が生じた場合、注入工法によって修繕することが可能である。即ち、図２等から解るように、ブロック材４を並べて積層した構造では、主板部４１の下側に端板部４２の高さ分の空間が形成される。したがって、一部のブロック材４が損壊してこの部分の落ち込みにより構築物９に傾斜が生じた場合、損壊したブロック材４に対して薬液を注入して加圧し、固化させることで傾斜補正をすることができる。 In the pile foundation structure of the above embodiment, the edge cutting layer 3 has a hollow structure, so if the structure 9 is partially damaged due to an unexpected large earthquake and the structure 9 tilts, it can be repaired using the injection method. It is. That is, as can be seen from FIG. 2 and the like, in the structure in which the block materials 4 are stacked side by side, a space corresponding to the height of the end plate part 42 is formed below the main plate part 41. Therefore, if a part of the block material 4 is damaged and the structure 9 is tilted due to the collapse of this part, the tilt is corrected by injecting a chemical solution into the damaged block material 4, pressurizing it, and solidifying it. be able to.

上記実施形態では、縁切り層３を構成する各ブロック材４は、平面視が方形であったが、他の形状であっても良い。例えば、平面視が円形、楕円形、三角形や五角形等の四角以外の多角形であっても良い。平面視が円形のブロック材４を採用する場合の好適な構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、平面視が円形のブロック材４を並べて縁切り層３を構成する際の好適な構成について示した平面概略図である。 In the above embodiment, each block material 4 constituting the edge cutting layer 3 has a rectangular shape in plan view, but may have another shape. For example, it may be a polygon other than a square, such as a circle, an ellipse, a triangle, or a pentagon in plan view. A preferred configuration in the case of employing the block material 4 having a circular shape in plan view will be described with reference to FIG. 14. FIG. 14 is a schematic plan view illustrating a preferred configuration in which block members 4 having a circular shape in plan view are arranged to form the edge cutting layer 3.

平面視が円形のブロック材４を並べる場合、図１４（Ａ）に示すように各ブロック材４の中心が直角格子の交点上に位置するように並べる構成（図１４（Ａ））と、千鳥状に並べる構成（図１４（Ｂ））とがある。図１４（Ａ）の構成の場合、大地震発生時の水平剪断力Ｆが直角格子の直交するいずれかの方向にちょうど作用してしまうと、水平剪断力を隣りのブロック材４にそのまま伝えてしまうため、いなし効果が低下してしまう。一方、図１４（Ｂ）に示すように千鳥状に配置した場合、水平剪断力がどの向きにあってもいなし効果が十分に発揮される。 When arranging block materials 4 that are circular in plan view, there are two methods: as shown in FIG. 14(A), in which the centers of each block material 4 are arranged on the intersections of the right-angled lattice (FIG. 14(A)), and in a staggered arrangement. There is a configuration in which they are arranged in a shape (FIG. 14(B)). In the case of the configuration shown in Fig. 14(A), if the horizontal shear force F at the time of a major earthquake acts exactly in one of the orthogonal directions of the rectangular lattice, the horizontal shear force will be directly transmitted to the adjacent block material 4. Because it is stored away, the insulating effect decreases. On the other hand, when they are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 14(B), the shearing effect is fully exhibited regardless of the direction of the horizontal shearing force.

また、上記実施形態の杭基礎構造は、他の免震装置を併用した構成とすることも可能である。この点について、図１５を使用して説明する。図１５は、他の免震装置を併用した杭基礎構造の実施形態を示した正面概略図である。
図１５に示す例は、他の免震装置８としてゴム免震装置を採用した例となっている。即ち、他の免震装置８は、免震ゴム８１を介して構築物９を支える構造となっている。この場合、縁切り層３は、免震装置８の基礎として下側に設けられる。即ち、免震装置８に対してキラーパルスのような特に激しい震動が加わらないようにして免震装置８を保護する役目を縁切り層３は有している。縁切り層３が設けられているため、高価な免震装置８の破損が防止され、またダンパーのような高価でその性能に限界がある他の保護装置をさらに設ける必要がなくなる。 Moreover, the pile foundation structure of the said embodiment can also be set as the structure which uses other seismic isolation devices together. This point will be explained using FIG. 15. FIG. 15 is a schematic front view showing an embodiment of a pile foundation structure that uses other seismic isolation devices.
The example shown in FIG. 15 is an example in which a rubber seismic isolation device is employed as the other seismic isolation device 8. That is, the other seismic isolation device 8 has a structure that supports the structure 9 via the seismic isolation rubber 81. In this case, the edge cutting layer 3 is provided on the lower side as a base for the seismic isolation device 8 . That is, the edge cutting layer 3 has the role of protecting the seismic isolation device 8 by preventing particularly severe vibrations such as killer pulses from being applied to the seismic isolation device 8. Since the edge cutting layer 3 is provided, damage to the expensive seismic isolation device 8 is prevented, and there is no need to further provide other protective devices such as dampers that are expensive and have limited performance.

上記実施形態では、各杭頭１１は杭フーチング２で連結されたが、杭フーチング２を設けない構成や杭フーチング２を部分的に設ける構成もあり得る。この点について、図１６を参照して説明する。図１６は、杭フーチング２に関する他の実施形態について示した正面概略図である。
図１６（１）は、杭フーチング２を設けない構成が示している。この場合には、各杭頭１１の周囲には割栗地業及び砕石地業をした地業部１２が設けられる。そして、各杭頭１１と地業部１２とを覆うようにして下側シート材５２が敷設され、その上に縁切り層３が施工される。この構成は、摩擦杭１や柱状改良杭１が採用されており、低層のビルや戸建て住宅のような塔状化の程度が低い構築物９の場合に特に採用され得る。 In the above embodiment, each pile cap 11 is connected by the pile footing 2, but a configuration in which the pile footing 2 is not provided or a configuration in which the pile footing 2 is partially provided may also be possible. This point will be explained with reference to FIG. 16. FIG. 16 is a schematic front view showing another embodiment of the pile footing 2. FIG.
FIG. 16(1) shows a configuration in which the pile footing 2 is not provided. In this case, around each pile head 11 there is provided a land industry section 12 that is used for splitting chestnut land and crushed stone land. Then, the lower sheet material 52 is laid so as to cover each pile cap 11 and the ground work section 12, and the edge cutting layer 3 is constructed thereon. This configuration employs friction piles 1 and improved columnar piles 1, and can be particularly adopted in the case of a structure 9 with a low degree of towering, such as a low-rise building or a detached house.

図１６（２）は、杭フーチング２が部分的に設けられた構成を示している。各杭頭１１は、杭フーチング２によって補強され、水平剪断力による曲げモーメントに対する抗力が増す。この場合も、杭フーチング２の周囲には地業部１２が設けられる。この構成は、中層程度のビルのような構築物９の場合に特に採用され得る。この構成では、杭フーチング２と地盤表面とにまたがって下側シート材５２が敷設され、その上に縁切り層３が施工される。 FIG. 16(2) shows a configuration in which the pile footing 2 is partially provided. Each pile cap 11 is reinforced by a pile footing 2, increasing its resistance to bending moments due to horizontal shear forces. Also in this case, the ground work section 12 is provided around the pile footing 2. This configuration may be particularly adopted in the case of a structure 9 such as a medium-rise building. In this configuration, the lower sheet material 52 is laid across the pile footing 2 and the ground surface, and the edge cutting layer 3 is constructed on top of it.

上記実施形態の杭基礎構造において、上下の層のブロック材４の嵌合構造は円形であったが、四角形や三角形等の他の形状であっても良い。例えば、断面方形の嵌合孔に対して断面方形の嵌合突起４３が嵌まり込む形状でも良い。この場合にも、片側３ｍｍ以上の隙間が形成されることが好ましい。
片側３ｍｍ以上は、両側で３ｍｍ以上となるから、周方向に平均して３ｍｍ以上の隙間が形成されるということである。この点は、断面円形の嵌合孔及び嵌合突起の場合も同様である。
また、嵌合する部分が嵌合突起４３のようにブロック材４の一部として設けられることは必須ではなく、別の部材として設けられても良い。即ち、上下のブロック材に設けられた嵌合孔が重なり合う（水平方向で同じ位置となる）ようにし、両者を貫くようにしたダボピン（ピン状のダボ材）を嵌め込む構造であっても良い。この場合も、嵌め込みにおける隙間（クリアランス）ｄは上記のようにある程度大きくしておく（緩い嵌合としておく）。 In the pile foundation structure of the above embodiment, the fitting structure of the block members 4 of the upper and lower layers is circular, but it may be of other shapes such as a square or a triangle. For example, the fitting projection 43 having a square cross section may be fitted into a fitting hole having a square cross section. Also in this case, it is preferable that a gap of 3 mm or more is formed on one side.
A gap of 3 mm or more on one side means a gap of 3 mm or more on both sides, which means that a gap of 3 mm or more is formed on average in the circumferential direction. This also applies to the fitting holes and fitting protrusions having circular cross sections.
Further, it is not essential that the fitting portion be provided as a part of the block material 4 like the fitting protrusion 43, but may be provided as a separate member. In other words, the fitting holes provided in the upper and lower block materials may overlap each other (at the same position in the horizontal direction), and a dowel pin (pin-shaped dowel material) penetrating through both may be inserted. . In this case as well, the gap (clearance) d during fitting is made large to some extent as described above (loose fitting).

上記実施形態において、各ブロック材４は廃プラスチックを再利用した樹脂材料で形成されていたが、他の樹脂材料でも良く、樹脂以外の材料で形成されていても良い。例えば、スチールやセラミックス、さらには防腐処理木材等である。但し、適度な弾性を得やすく軽量であり、耐久性に優れている点で、樹脂材料が好ましい。
尚、各ブロック材４における適度な弾性は、水平剪断力に対する弾性である。垂直方向については、構築物９を支える観点から十分な剛性を有するものとされる。この点は、端板部４２をそれほど高くしないようにするとともに、端板部４２を厚くし、さらに十分な量のリブ４１１を設けることで達成される。 In the embodiment described above, each block material 4 is made of a resin material made from recycled waste plastic, but it may be made of other resin materials, or may be made of a material other than resin. Examples include steel, ceramics, and even preservative-treated wood. However, resin materials are preferred because they are easy to obtain appropriate elasticity, are lightweight, and have excellent durability.
Note that the appropriate elasticity in each block material 4 is elasticity against horizontal shearing force. In the vertical direction, it is assumed to have sufficient rigidity from the viewpoint of supporting the structure 9. This point is achieved by not making the end plate portion 42 very high, making the end plate portion 42 thick, and providing a sufficient amount of ribs 411.

上記説明では、構築物はＲＣ構造のビルを例示したが、構築物としては他の構造のビルやマンションでも良く、軽量鉄骨や木造等の戸建て住宅でも良い。さらに、構築物は、倉庫や工場、駐車場、スタジアム、劇場等の建築物でも良く、橋梁や擁壁、ダム等の建築物以外の構築物であって良い。 In the above description, the building is an RC structure building, but the structure may be a building or an apartment building of other structure, or a detached house made of a lightweight steel frame or a wooden structure. Furthermore, the structure may be a building such as a warehouse, a factory, a parking lot, a stadium, or a theater, or may be a structure other than a building such as a bridge, a retaining wall, or a dam.

１杭
１１杭頭
２杭フーチング
３縁切り層
４ブロック材
４１主板部
４２端板部
４３嵌合突起
４４表側嵌合孔
４５裏側嵌合孔
５１上側シート材
５２下側シート材
６上部基礎
７山留め壁
８他の免震装置
９構築物 1 Pile 11 Pile cap 2 Pile footing 3 Edge cutting layer 4 Block material 41 Main plate portion 42 End plate portion 43 Fitting protrusion 44 Front side fitting hole 45 Back side fitting hole 51 Upper sheet material 52 Lower sheet material 6 Upper foundation 7 Mountain retaining wall 8 Other seismic isolation devices 9 Structures

Claims

大地震を想定した杭基礎構造であって、
地中に埋設されて構築物を支える杭と、
杭と構築物との間に設けられた縁切り層と
を備えた杭基礎構造であり、
縁切り層は、杭が構築物に固定されていない状態とすることで地震による水平方向の剪断力が構築物に伝わらないようにする層であり、
縁切り層は、複数のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）を水平方向に互いに非連結の状態で並べて成る層を二層以上とした層であり、
下の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）と上の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）とは相互に連結されていないか、又は篏合部分の平均の隙間が３ｍｍ以上である嵌め合いにより連結されていて当該嵌め合いは上の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）が下の層のブロック材（但し、粒状材料を袋に収容したものを除く。）から浮いて離れるのを規制しない構造であることを特徴とする杭基礎構造。 A pile foundation structure designed for large earthquakes,
Piles that are buried underground to support the structure,
A pile foundation structure comprising an edge cutting layer provided between the pile and the structure,
The edge cutting layer is a layer that prevents the horizontal shearing force caused by an earthquake from being transmitted to the structure by ensuring that the piles are not fixed to the structure.
The edging layer is a layer consisting of two or more layers in which a plurality of block materials (excluding those containing granular materials stored in bags) are arranged horizontally in a non-connected state,
The blocks in the lower layer (excluding those containing granular materials in bags) and the blocks in the upper layer (excluding those containing granular materials in bags) are interconnected. Or, the average gap between the interlocking parts is 3 mm or more. A pile foundation structure characterized by a structure that does not restrict floating away from block materials (excluding those containing granular materials in bags) of layers.

前記ブロック材は、平面視が方形、円形又は楕円形の主板部と、主板部の周縁に延設され、主板部に対して垂直な端板部と、主板部の端板部が設けられた側の面に形成されたリブとから成ることを特徴とする請求項１記載の杭基礎構造。 The block material includes a main plate portion having a rectangular, circular or elliptical shape in plan view, an end plate portion extending around the periphery of the main plate portion and perpendicular to the main plate portion, and an end plate portion of the main plate portion. 2. The pile foundation structure according to claim 1, further comprising a rib formed on a side surface.

前記ブロック材は、樹脂製であることを特徴とする請求項２記載の杭基礎構造。 The pile foundation structure according to claim 2, wherein the block material is made of resin.

前記ブロック材は、廃プラスチックリサイクル材料で形成されていることを特徴とする請求項３記載の杭基礎構造。 4. The pile foundation structure according to claim 3, wherein the block material is made of recycled waste plastic material.

前記杭は複数設けられており、各杭の杭頭を連結した杭フーチングが設けられており、前記縁切り層は杭フーチングの上側に設けられていて杭フーチングに対して滑動可能となっていることを特徴とする請求項１記載の杭基礎構造。 A plurality of the piles are provided, and a pile footing is provided that connects the pile heads of each pile, and the edge cutting layer is provided above the pile footing and is capable of sliding with respect to the pile footing. The pile foundation structure according to claim 1, characterized by: